(57)【要約】【課題】台風などの強風により電線に発生する風圧を充分低減できると共に、製造性が良くて経済的に製造でき、かつ電線接続の防水処理時においても処理が容易な低風圧絶縁電線を提供する。【解決手段】低風圧絶縁電線１の長手方向に沿って一定間隔置きに半球状の突起部３・・・を多数設け、長手方向におけるある列（ｎ列）とその列と隣り合う列（ｎ＋１列）とでは突起部３・・・の配置が１／２間隔だけずれており、さらにｎ＋１列と隣り合う列（ｎ＋２列）とでは１／２間隔だけずれているようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の外周面に形成された絶縁被覆の表面に、その長手方向に沿って粒状の突起部が一定間隔おきに多数設けられた突起部の列を絶縁被覆の外周面を取り囲むように複数形成し、この複数の列における任意の列（ｎ列）とその列と隣り合う列（ｎ＋１列）とは突起部の配列が１／ｍ間隔だけずれ、ｎ列とｎ＋ｍ列との突起部の配列が同一となるように配置され、かつ風速４０ｍ／ｓにおける風圧荷重の抗力係数ＣＤが０．８以下であることを特徴とする低風圧絶縁電線。
【請求項２】
導体の外周面に形成された絶縁被覆の表面に、その長手方向に沿って粒状の突起部が一定間隔おきに多数設けられた突起部の列を絶縁被覆の外周面を取り囲むように複数形成し、この複数の列における任意の列（ｎ列）とその列と隣り合う列（ｎ＋１列）とは突起部の配列が１／２間隔だけずれ、ｎ列とｎ＋２列との突起部の配列が同一となるように配置され、かつ突起部の直径が０．７〜１．５ｍｍ、高さが０．１〜０．５ｍｍの範囲にあり、絶縁被覆の全表面積に対する突起部面積の割合が３３〜５０％の範囲であることを特徴とする低風圧絶縁電線。
【請求項３】
前記粒状の突起部は、曲率が等しい半球状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の低風圧絶縁電線。
【請求項４】
前記粒状の突起部は、その突起の形状が少なくとも２つの曲率からなり、絶縁被覆の平滑な表面に隣接した曲率（ｒ１）が突起中央部の曲率（ｒ２）より小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載の低風圧絶縁電線。
【請求項５】
前記粒状の突起部が全く形成されていない領域又は前記粒状の突起部の高さの範囲に満たない突起のみが形成されている領域である非突起部領域が、前記絶縁被覆の長手方向に沿って、４箇所から６箇所形成されていることを特徴とする請求項２記載の低風圧絶縁電線。
【請求項６】
前記粒状の突起部が全く形成されていない領域又は前記粒状の突起部の高さの範囲に満たない突起のみが形成されている領域である非突起部領域が、前記絶縁被覆の全表面積に対して２５％以下であることを特徴とする請求項２記載の低風圧絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導体に絶縁被覆を施した絶縁電線に関し、特に屋外で電柱に架線して使用する際、強風に曝されたときに生ずる風圧を低減させることができる低風圧絶縁電線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、屋外等に架線される絶縁電線に対して台風などによる強風が作用すると、風圧荷重が風速と共に増加し、最悪の場合風圧荷重による電柱の倒壊や断線といった多大な被害をもたらす場合がある。
【０００３】
配電線の風圧荷重は、ＦＸ＝（１／２）・ρ・Ｖ２・Ａ・ＣＤという式を用いて求められることが知られている。ここで、ＦＸは風圧荷重値、ρは空気密度、Ｖは風速、Ａは電線の断面高さ、ＣＤは抗力係数である。このため、これら各種パラメータのうち、いずれかを小さくすれば風圧荷重を小さくすることが可能となる。電線により制御し得るパラメータはＡとＣＤであるが、このうちＡは通電容量との関係で決まる導体サイズに所定の厚さの絶縁体を被覆する必要があるため小さくするには限界がある。したがって、風圧荷重を小さくするためには主にＣＤ値を小さくするための対策が講じられる。
【０００４】
従来より行われているＣＤ値を小さくするための手法として、例えば、図１０（ａ），（ｂ）に示すように導体２１の外周に形成された絶縁層２２の表面に多数の溝２４，２４…を設けることにより電線２３の周囲の風を乱流化させて電線２３の風圧荷重を低減させる方法がある（特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２７３４６２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１８４３４号公報
【０００６】
また別の手法として、図１１および図１２に示すように、導体２６の外周に主絶縁層２７ａ、保護絶縁層２７ｂが順次形成された電線２５において、保護絶縁層２７ｂの表面に多数の凹部（スポット凹部）２８を形成することで、電線の風下側で発生するカルマン渦の発生を抑制し、ＣＤ値を低減することも行われている（特許文献３）。
【０００７】
【特許文献３】
実公昭５３−１５９５９号公報
【０００８】
更に別の手法として、図１３に示すように、複数のケーブル素線２９の束の外面に防食被覆３０が形成されたケーブル３１において、外表面に多数の凸部３２ａを相互に間隔をおいて一様な分布で集合させた凸状集合部３２や多数の凹部を集合させた凹状集合部（図示せず）を形成することにより、橋梁用のポリエチレン被覆ケーブルの防振効果を高めることも行われている（特許文献４）。
【０００９】
【特許文献４】
特許第２９２２０７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１、２に示すような電線２３表面に多数の溝２４，２４．‥を設ける方法は、その溝２４，２４…内に雨滴や埃が浸入・堆積して電線の表面が面一化してしまい、初期の乱流効果が発揮できなくなるといった不都合がある。また、風が電線に当たる角度により溝による乱流効果が変化するため、ランダムな方向から吹く風に対して、充分な効果を発揮し難いという課題があった。また、この構造において充分な効果を得るためには溝部を深くする必要があるが、溝部を深く形成すると電線接続部でテープ巻き処理を施す際に防水性が不十分になる可能性があった。また、溝部においても被覆の最小絶縁厚さを確保する必要があるため、全体として被覆厚さが厚くなり、使用する材料も増加するので経済的ではなかった。更に、被覆厚さが厚くなる結果、電線外径が従来のものより大きくなるので、既存の絶縁体剥ぎ取り工具が使用できなくなるという不都合もあった。しかも、前出の風圧荷重ＦＸの計算式中の（Ａ）電線断面高さが大きくなるため、溝部によるＣＤ抗力係数減少による風圧低減効果が減殺されてしまうという問題もあった。
【００１１】
一方、特許文献３に示すような電線２５表面に多数のスポット凹部２８を形成する方法においても、充分な効果を得るためにはスポット凹部２８を深くする必要がある。この場合、上記の方法同様、電線接続部のテープ巻き処理時における防水性が不十分になる可能性があり、また、スポット凹部２８においても被覆の最小絶縁厚さを確保する必要があるため全体として被覆厚さが厚くなり、使用する材料も増加したり、既存の絶縁体剥ぎ取り工具が使用できなくなるという不都合があった。また、前出の風圧荷重ＦＸの計算式中の（Ａ）電線断面高さが大きくなるため、溝部によるＣＤ抗力係数減少による風圧低減効果が減殺されてしまうという問題もあった。
【００１２】
更に、特許文献４に示す橋梁用のポリエチレン被覆ケーブルの防振効果を高める方法では、充分な風圧低減効果を得るために凸部３２ａの突起を高くした場合や、突起部に角がある場合は、電線接続部を防水処理する場合に突起部が防水性を阻害するため、突起部を削る必要があった。また、絶縁電線のような比較的小さな外径（φ１０〜３０ｍｍ）のものでは、多数の凹部または凸部の集合部を間隔を置いて表面に配置することは製造上困難であった。
【００１３】
従って、本発明の目的は、雨滴や埃の堆積による影響を受けにくくランダムな方向から吹く風に対しても十分な効果を発揮し、従来のように溝部を深く形成したり突起部を高く形成したり被覆厚さを厚くしたりしなくても台風などの強風により電線に発生する風圧を充分低減できると共に、製造性が良くて経済的に製造でき、かつ電線接続の防水処理時においても処理が容易な低風圧絶縁電線を提供することにある。
【００１４】
一方、電線表面の全面に均一に突起加工を施すには、通常３〜６個のローラーを電線の外面に押し付けて行われる。しかしながら、被覆層の外径は製造中に変動するため、ローラー同士の合わせ目部分において突起加工が施されない場合もあり、この部分の突起加工のために、別途補助ローラーを設ける必要があった。このため、加工装置が複雑になると同時に、結果として加工速度を大幅に低下させる要因となっていた。
【００１５】
従って、本発明の他の目的は、補助ローラーが不要で、加工装置を簡略化でき、加工速度を向上することのできる低風圧絶縁電線の構造を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の低風圧絶縁電線は、導体の外周面に形成された絶縁被覆の表面に、その長手方向に沿って粒状の突起部が一定間隔おきに多数設けられた突起部の列を絶縁被覆の外周面を取り囲むように複数形成し、この複数の列における任意の列（ｎ列）とその列と隣り合う列（ｎ＋１列）とは突起部の配列が１／ｍ間隔だけずれ、ｎ列とｎ＋ｍ列との突起部の配列が同一となるように配置され、かつ風速４０ｍ／ｓにおける風圧荷重の抗力係数ＣＤが０．８以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の低風圧絶縁電線は、導体の外周面に形成された絶縁被覆の表面に、その長手方向に沿って粒状の突起部が一定間隔おきに多数設けられた突起部の列を絶縁被覆の外周面を取り囲むように複数形成し、この複数の列における任意の列（ｎ列）とその列と隣り合う列（ｎ＋１列）とは突起部の配列が１／２間隔だけずれ、ｎ列とｎ＋２列との突起部の配列が同一となるように略正三角形に配置され、かつ突起部の直径が０．７〜１．５ｍｍ、高さが０．１〜０．５ｍｍの範囲にあり、絶縁被覆の全表面積に対する突起部面積の割合が３３〜５０％の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
前記粒状の突起部は、曲率が等しい半球状に形成することができる。また、前記粒状の突起部は、その突起の形状が少なくとも２つの曲率からなり、絶縁被覆の平滑な表面に隣接した曲率（ｒ１）が突起中央部の曲率（ｒ２）より小さく形成することもできる。
【００１９】
更に、前記粒状の突起部が全く形成されていない領域又は前記粒状の突起部の高さの範囲に満たない突起のみが形成されている領域である非突起部領域が、前記絶縁被覆の長手方向に沿って、４箇所から６箇所形成することが好ましい。
【００２０】
また、前記粒状の突起部が全く形成されていない領域又は前記粒状の突起部の高さの範囲に満たない突起のみが形成されている領域である非突起部領域が、前記絶縁被覆の全表面積に対して２５％以下であることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１および図２に本発明の一実施の形態に係る低風圧絶縁電線を示す。
この低風圧絶縁電線１においては、図１に示すように、複数の導体７・・・が束ねられてその外周面上に絶縁被覆９が形成され、さらに絶縁被覆９の表面には半球状の突起部３・・・が多数設けられている。この突起部３・・・は、図２に示すように、低風圧絶縁電線１の長手方向に沿って一定間隔おきに配置されている。ここで、長手方向における任意の列（ｎ列）とその列と隣り合う列（ｎ＋１列）とでは突起部３・・・の配置が１／２間隔だけずれており、さらにｎ＋１列と隣り合う列（ｎ＋２列）とでは１／２間隔だけずれている。従って、ｎ列とｎ＋２列とを比較すると突起部３・・・の配列が同一になっている。このようにして突起部３・・・の配置が繰り返され、結果的に突起部３・・・が最密充填に配列されることになる。
【００２２】
後述する実施例からも明らかなように、突起部３の直径は０．７〜１．５ｍｍの範囲、突起部３の高さは０．１〜０．５ｍｍの範囲が望ましい。また、ｎ列とｎ＋１列とで突起部３・・・の配置を１／ｍ間隔だけずらし、ｎ列とｎ＋ｍ列との配列を同一とすることもできる。更に、突起部３の大きさを均一とせずに、例えば直径１．５ｍｍの突起と直径１ｍｍの突起部３を混在させて配置させたり、突起部３の高さを均一とせずに、例えば高さ０．３ｍｍの突起と高さ０．５ｍｍの突起を混在させて配置させたりすることもできる。
【００２３】
また、この低風圧絶縁電線１においては、一定間隔おきに非突起部５が４カ所形成されている。非突起部５は、図示するように全く突起部３が形成されていない領域だけでなく、突起部３の規定高さに満たない突起が形成されている領域も含むものとする。
【００２４】
このような低風圧絶縁電線１における突起部３及び非突起部５は、以下のようにして形成することができる。まず、突起部３は、低風圧絶縁電線１に突起加工を施して形成する。この突起加工は、加工ローラーを電線に押し付けることで行うので、電線の全周３６０度を分割して加工する必要がある。加工には最低３個の加工ローラーが必要となり、この場合１２０度の範囲を１個の加工ローラーで加工することになる。この際、加工ローラーの中央部は、電線に対して垂直に押し付けられるため、突起が高く加工できるが、加工ローラーの端部近傍（１２０度加工の両端）は、突起の高さが低くなる傾向にある。これに対して、加工ローラーを４個使用し、９０度の範囲を１個の加工ローラーで加工したものは、加工ローラー端部近傍（９０度加工の両端）の突起高さもほぼ均一に加工できる。このため、加工ローラーを４個以上使用することが好適である。また、突起加工中、絶縁被覆９の外径が変動するため、加工ローラーの合わせ目部分に対応する領域に、突起部３がない領域もしくは突起部３の規定の高さに満たない突起が形成されている領域である非突起部５が発生する。加工ローラーを４個使用した場合は、非突起部５が４箇所できるため、低風圧絶縁電線１の全周に非突起部５が４箇所以上形成されているものが好ましいことになる。
【００２５】
このような低風圧絶縁電線１においては、絶縁皮膜９の全面にわたって、小さな粒状突起を所定間隔で配列させることにより突起高さを抑えているので、電線の外径を大きくすることなく、実用的な風速域（４０ｍ／ｓ）での風圧低減効果を達成することが可能となる。また、長手方向に連続して溝（水の経路）や大きな突起がないため、雨滴や埃の浸入・堆積による影響も少なく、接続部のテープ巻きにより容易に防水可能なものとすることができる。
【００２６】
さらに突起加工を施す加工ローラーと加工ローラーの間で、突起が形成されないか、所定の高さに満たない突起しか形成されない領域があっても、風圧低減効果が維持されているので、補助ローラーを省略することができ、製造性が向上し経済的に優れた電線を提供することができる。
【００２７】
また、本発明に係る低風圧絶縁電線の他の実施形態として、図１の突起部３に換えて、図３に示す複合Ｒ曲面を有する突起部１７とすることもできる。複合Ｒ曲面を有する突起部１７は、突起の形状が少なくとも２つの曲率からなっており、絶縁被覆１５の平滑な表面に隣接した曲率（ｒ１）が突起中央部の曲率（ｒ２）より小さく加工されている。一方、単純Ｒ曲面を有する突起部とは、図１、図２に示すような突起の形状が１つの曲率からなっている突起部３をいう。
【００２８】
このような複合Ｒ曲面を有する突起部１７が形成された低風圧絶縁電線においては、上記の単純Ｒ曲面を有する突起部３が形成された低風圧絶縁電線と同様の効果を奏するが、特に、風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値が単純Ｒ曲面を有する突起部３が形成された低風圧絶縁電線１と比較して低い傾向にあり、風圧荷重を小さくする効果がさらに優れたものとなる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明に係る低風圧絶縁電線の効果を実証する。なお、表面が平滑な丸棒の風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値は約１．２であり、この値の２／３以下である０．８以下を本発明において効果があるものとした。
【００３０】
【実施例１】
図１、図２に示す低風圧絶縁電線１において、突起部３の直径（０．１〜５．５ｍｍ）と風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値の関係について測定した。結果を図４のグラフに示す。この結果より、突起部３の直径が０．１ｍｍより１．３ｍｍまでＣＤ値が減少するが、それ以上になると逆に増加する傾向が観察された。また、突起部３の直径が０．７〜１．５ｍｍの範囲内であればＣＤ値０．８以下を満たすことが確認できた。
【００３１】
【実施例２】
図１、図２に示す低風圧絶縁電線１において、突起部３の高さ（０〜０．６ｍｍ）と風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値の関係について測定した。結果を図５のグラフに示す。この結果より、突起の高さが高くなる程ＣＤ値が減少する傾向があることが分かった。以上より、突起の高さが０．１ｍｍ以上あればＣＤ値０．８以下を満たすことが確認できた。
【００３２】
【実施例３】
図１、図２に示す低風圧絶縁電線１において、突起部３の高さ（０．２０〜０．８０ｍｍ）と防水性との関係について測定した。結果を表１に示す。この結果より、突起の高さが０．６０ｍｍを超えると防水性に不具合が生じるが、０．５０ｍｍ以下であれば、防水性が良好であることが明らかとなった。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
【実施例４】
図１、図２に示す低風圧絶縁電線１において、電線の表面積に対する突起部の占める面積密度（０〜０．５）と風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値の関係について測定した。結果を図６のグラフに示す。この結果より、突起の占める割合が大きいほどＣＤ値が減少する傾向にあることが判明した。また、電線の表面積に対する突起部の割合が０．３３以上０．５以下であればＣＤ値０．８以下を満たすことができることがわかった。
【００３５】
【実施例５】
図１、図２に示す低風圧絶縁電線１において、突起部３を形成する加工ローラーの個数を変えて、電線外周において（長手方向における）非突起部５のライン数とＣＤ値（全週突起を設けたもののＣＤ値を１００としての相対比較）との関係について測定した。結果を図７のグラフに示す。なお、グラフ中、「４方向の突起各１列が無い」の各１列とは、非突起部５において突起部が全くない列のみを意味しており、「４方向の突起各２列が無い」、「６方向の突起各２列が無い」、「８方向の突起各２列が無い」の各２列とは、非突起部５において、突起部３が全く無い列と、突起部３の規定の寸法に満たない突起が形成されている列との２つを意味している。この結果より、突起部が無いラインの数が４方向２列（合計８列分）であれば、全周突起品と比べ遜色がないことが確認出来た。また、突起部が無いラインの数が６方向２列（合計１２列分）でも全周突起品と比較すると風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値は７％増加するが、図５の最適設計品（突起の高さ０．５ｍｍの時ＣＤ値０．７）の場合であれば、ＣＤ値０．８以下を確保できることが分かった。
【００３６】
【実施例６】
図１、図２に示す低風圧絶縁電線１において、非突起部５の面積比率（０〜２９％）と、全周突起品のＣＤ値を１００とした場合のＣＤ値（風速４０ｍ／ｓ）との関係を調べた。結果を図８のグラフに示す。この結果より、非突起部５の面積比率が１５％以下であれば、全周突起品と比べて遜色がないことが確認出来た。また、非突起部５の面積比率が２５％以下であれば、全周突起品よりＣＤ値が１０％程度増加するものの、図５の最適設計品（突起の高さ０．５ｍｍの時ＣＤ値０．７）であればＣＤ値０．８以下となることがわかった。
【００３７】
【実施例７】
図３に示す低風圧絶縁電線において、突起部１７の曲率形状が異なる電線（複合Ｒ曲面を有するもの）についての風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値を突起部の曲率形状が等しい電線（単純Ｒ曲面を有するもの）と比較した。結果を図９のグラフに示す。この結果より、複合Ｒ曲面を設けた方が単純Ｒ曲面を設けたものよりも風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値が低い傾向にあることが確認できた。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の低風圧絶縁電線によれば、粒状の突起部を所定間隔で配列させているので、従来のように溝部を深く形成したり突起部を高く形成したり被覆厚さを厚くしたりしなくても、実用的な風速域（４０ｍ／ｓ）での風圧低減効果を達成することが可能となる。また、長手方向に連続して溝（水の経路）や大きな突起がないため、雨滴や埃の浸入・堆積による影響も少なく、ランダムな方向から吹く風に対しても十分な効果を発揮できる。更に、電線接続の防水処理時においてもテープ巻きにより容易に防水可能なものとなる。
【００３９】
上記の突起部の配列において、突起部の直径を０．７〜１．５ｍｍ、高さを０．１〜０．５ｍｍ、絶縁被覆の全表面積に対する突起部面積の割合を３３〜５０％の範囲とすることによっても、風速４０ｍ／ｓにおける風圧荷重の抗力係数ＣＤが０．８以下とすることが可能となる。
【００４０】
また、突起の形状を、少なくとも２つの曲率からなり、絶縁被覆の平滑な表面に隣接した曲率（ｒ１）が突起中央部の曲率（ｒ２）より小さく形成することにより、風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値をさらに低下させることが可能となり、風圧荷重を小さくする効果がさらに優れたものとなる。
【００４１】
また、非突起部領域を絶縁被覆の長手方向に沿って４箇所以上形成するか、あるいは非突起部領域を絶縁被覆の全表面積に対して１５％以下とすることにより、風圧低減効果を維持することができるため、補助ローラーを省略することが可能となり、製造性が向上し経済的に優れた電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る低風圧絶縁電線を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る低風圧絶縁電線を示す側面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る低風圧絶縁電線を示す断面図である。
【図４】突起の直径と風速４０ｍ／ｓでのＣＤ値との関係を示すグラフである。
【図５】突起の高さと風速４０ｍ／ｓでのＣＤ値との関係を示すグラフである。
【図６】突起部の面積密度（表面積に対する割合）と風速４０ｍ／ｓでのＣＤ値との関係を示すグラフである。
【図７】非突起部のラインの数とＣＤ値との関係を示すグラフである。
【図８】非突起部の面積比率とＣＤ値との関係を示すグラフである。
【図９】複合Ｒ曲面を有する電線についての風速４０ｍ／ｓにおけるＣＤ値を単純Ｒ曲面を有する電線のＣＤ値と比較したグラフである。
【図１０】長手方向に溝を有する従来の絶縁電線を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部拡大図である。
【図１１】表面に多数のスポット凹部を有する従来の絶縁電線を示す断面図である。
【図１２】表面に多数のスポット凹部を有する従来の絶縁電線を示す側面図である。
【図１３】表面に凸状集合部を有する従来の絶縁電線を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  低風圧絶縁電線
３  突起部
５  非突起部
７  導体
９  絶縁被覆
１３  導体
１５  絶縁被覆
１７  突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005019271.tif 000011
【図９】
2005019271.tif 000012
【図１０】
2005019271.tif 000013
【図１１】
2005019271.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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